貓都學得會的運算思維

　　　何謂運算思維 (computational thinking)？程式設計在數位時代確實極其火紅，但是否需具備數學與量化推理技能，才能跟上這樣的「浪潮」？

　　　這些僅是例舉首次接觸該詞彙的學生可能會納悶的問題。不少學生因對數學的心理障礙等因素而就此打退堂鼓。運算思維該詞彙由現任教於美國哥倫比亞大學資料科學中心的周以真 (Jeannette Wing) 博士在2006年首度提出，定義與內涵在近來已逐漸趨同，即以電腦可執行的方式，來表達問題與解法的一套問體解決方法：首先先將問題「抽象化」，抓出重點去蕪存菁以定義問題；再建構一套「演算法」確立一系列精確的解決步驟，並「拆解」將大問題拆成數個小問題，解不開的難題則設法「轉化」為已解決的類似問題，最後成功將問題解決。簡言之，運算思維即是一套問題解決 (problem-solving) 的思維模式與方法。

　　　無論是教育部的高教深耕計畫績效指標，抑或新版的國教課綱，均有提及將運算思維往各層級學生紮根的理念。然而囿於待遇難與業界競爭等因素，以致師資的質與量問題為推動電腦科學在各年齡層紮根的最大障礙之一。特別是臺灣在中等教育後期即文理分流，領域差異大，教法或教材內容若未量身定做，勢難激發學生的學習動機，或因學生無法習慣運算思維模式而產生學習障礙等窘境。

　　　本校資訊管理學系孔令傑老師，即是在這樣的背景下，投入大學程式設計推廣計畫。他除兼顧資管系的本科外，不少授課對象是非資訊領域背景，且未來非以資訊高階研發為志業的學生。如何使這些完全不具程式設計基礎的學生上手，即為其課程設計的挑戰。他與小組的其他成員參考諸如Coursera、edX等各大線上課程平台資源，以及其他網站和圖書資料後，將運算思維的四大重點透過淺顯易懂的案例，彙編出一套針對非資訊背景學生的完整運算思維教材，並進行試教，回饋頗為正向。

　　　他與小組進一步在本年4月9日與共同教育中心舉辦教學分享會，邀請有興趣了解教材者一同交流，參加者多為教師，亦有書商等教育相關人士。分享心得時有老師提到，核心問題為學習動機的激發，且學生背景混雜下，師生都難以找到適當的教學與學習方式；也有老師分享可導入分組分工的合作概念，讓同學出題並相互解題，如此可從自己的科系找靈感，想出的題目也能跳脫以往資訊科系的框架，且更偏實務應用與貼近生活，也促進同學的解題熱誠，整體造就了同學藉出題—解題提升學習動機的正向循環。也有教科書書商提及，運算思維教材來自師生的需求龐大，但因臺灣大專校院數量龐大且取向不一，遑論其間的學生差異程度，所以即使坊間的教科書看似汗牛充棟，但實則難兼顧所有學生的需求。職是之故，教師交流平臺的設置，變得極具價值，可廣納各教學現場的意見回饋。這些與會者的心得，也是本次分享會最珍貴的回饋。

　　　這些意見回饋，將進一步由小組成員收納，作為運算思維教材未來微調的參考之一。該次分享會僅是起點，未來還會有更多的教案分享。究其實，希望透過師資的培訓與教材的編撰等，讓不分領域的學生都能夠普遍具運算思維，讓運算思維可與生活息息相關，且不會因數學而自覺無法上手，真正讓學生具備可自校園移轉的能力 (transferable skill)，而真正受益一輩子。